Introductory Raman spectroscopy - Lanowenstuff.lanowen.com/Physics/Labs/Phys...

46
Introductory Raman spectroscopy Author(s) Ferraro, John R. ; Nakamoto, Kazuo ; Brown, Chris W. ; ebrary, Inc Imprint Amsterdam ; Boston : Academic Press, c2003 Extent xiii, 434 p. Topic QC Subject(s) Raman spectroscopy Language English ISBN 0122541057 Permalink http://books.scholarsportal.info/viewdoc.html?id=406107 Pages 1 to 45

Transcript of Introductory Raman spectroscopy - Lanowenstuff.lanowen.com/Physics/Labs/Phys...

Introductory Raman spectroscopy

Author(s) Ferraro, John R. ; Nakamoto, Kazuo ; Brown, Chris W. ; ebrary, Inc

Imprint Amsterdam ; Boston : Academic Press, c2003

Extent xiii, 434 p.

Topic QC

Subject(s) Raman spectroscopy

Language English

ISBN 0122541057

Permalink http://books.scholarsportal.info/viewdoc.html?id=406107

Pages 1 to 45

���������� �����

����� ��

���� �������

This Page Intentionally Left Blank

��������������� ����� ��

���� �������

���� �� �������������� ����� ������

�������� ��������

����� �������������� ���������

��������� ���������

��� !� "��#���������� �� ����� �����

������� ����� �����

��������� ������ ������ ��� ��� ������ �����

�� ��� � �� !���"��"� �� �#��� $���$ ���$�

���� !����� % ����� �#�"��� �� ��� #�&$���#'� �� ��������� ��� �'��� �� �'� "�(��)

��������� �� � #'����"�*��"�& #���*"� �'�� '�� ��� #�&$���#'�" ����� ��� ��"' ���� '�� �

������"��(� ����� �#�"��*� �� �'��� �� !� *�� +),- �� '�#��� + .���' #��������� �� ���) +/0)

�'� #����"*&�� #�&$���#'�" �� "�$���&&��� ���� �� � "��#�*�� "�� 1� (��$ ��#������ ���"� �'�

1��2 �(��&�1�&��$ ��� #����� #�������� ����� ��#��� *#�� �'� ����) ����� �#�"��� "�� 1� *��� ��

����&$ �������$ �'� #�&$���#'�" ����)

�'�� 1��� �� #������ �� �"��2���� #�#��)

�#$�� '� ,3345 677+ �&��(��� "���"� .� �0

�&& �� '�� �����(��)

�� #��� �� �'�� #*1&�"����� ��$ 1� ��#���*"�� �� ����������� �� ��$ ���� �� 1$ ��$ �����5

�&�"�����" �� ��"'���"�&5 ��"&*��� #'���"�#$5 ��"����� 5 �� ��$ ����������� ����� � ���

������(�& �$����5 ���'�*� #��������� �� ������ ���� �'� #*1&��'��)

��8*���� ��� #��������� �� ���� "�#��� �� ��$ #��� �� �'� ���� �'�*&� 1� ���&�� ��%

����������� ��#�������5 9��"�*��5 ��")5 :,// �� 9��1�� ���(�5 ��&����5 !&����� 4,;;/<:///)

�"�����" �����

�� �!"��� �� #������� $������

-,- � �����5 *��� 67335 �� ��� �5 �&������� 7,636<++7-5 � �

'��#%==���)�"�����"#����)"��

�"�����" �����

;+ �'��1�&�>� ����5 ������ ?6@ ;��5 �A

'��#%==���)�"�����"#����)"��

��1���$ �� �� ���� �����& �*�1��% ,33,6333/6

������������& ������� ���� �*�1��% 3<6,<,-+63-</

������� �� �9� ������ ���� �! ������

3, 34 3+ 3- 3: �� 7 ; / : - + 4 , 6

%�� ����� ���� � ������ ��� ���� � ���� ��������� &������ �!��� ��!��� �� ����� '����(

This Page Intentionally Left Blank

)�����

�����"� �� �'� �"��� ������� $

�"����&�� ����� $�

�����"� �� �'� !���� ������� $��

�"����&�� ����� $���

'�#��� 6) ����" �'���$ %

6)6) 9������"�& ��"� ��*�� �� ����� #�"����"�#$ %

6),) ���� $ ����� ��� ��&�"*&�� #�"��� &

6)4) B�1������ �� � �������" ��&�"*&� '

6)+) ��� �� �� ����� #�"��� %(

6)-) !�"���� ���������� B�1�������& !��8*��"��� %)

6):) B�1������� �� ��&$�����" ��&�"*&�� %*

6)/) �&�"���� �*&�� ��� �������� ��� ����� #�"��� &&

6);) ����� (���*� �������� #�"����"�#$ &+

6)7) ��#�&���C����� ������ &'

6)63) �'� ��"�#� �� $�����$ (,

6)66) ����� $�����$ �&������ (%

6)6,) �'� '���"��� ��1&� -(

6)64) &����D"����� �� �����& B�1������� 1$ $�����$ -)

6)6+) $�����$ �&�"���� �*&�� .&

6)6-) �������"� ����� #�"��� .-

6)6:) #�"� E��*# $�����$ +%

/��

6)6/) �����& B�1������� �� � �$���& +'

6)6;) �&�"���� �*&�� ��� �&��� .!�"��� E��*#0 ',

6)67) ��&���C�� ����� #�"��� �� �� &� �$���&� ')

6),3) �����& ��������� ���&$��� '*

6),6) ���� ���� ������ ��� �����#� '���� )+

�������"�� )*

E�����& �������"�� *%

'�#��� ,) �����*��������� ��� ��#��������& ��"'��8*�� *.

,)6) ��F�� ��#������ *.

,),) ��"������� �*�"�� *+

,)4) ��#&� �&&*�������� %,(

,)+) ?�(�&�� �' �&�"���� %,.

,)-) ����"���� %%&

,):) �����*���� �&�1������ %%'

,)/) ��#&�� ��"'��8*�� %&(

,);) !&*����"��"� ���1&��� %('

,)7) ����� ��������"� #�"����"�#$ %()

,)63) ������*�� ����� #�"��������� %-,

�������"�� %-(

E�����& �������"�� %-+

'�#��� 4) #�"��& ��"'��8*�� %-'

4)6) 9� '2�����*�� ����� #�"����"�#$ %-'

4),) ����� ��"���"�#$ %.-

4)4) *���"�2��'��"�� ����� #�"����"�#$ . �� 0 %+%

4)+) ����� #�"����&�"���"'������$ %+)

4)-) ����2����&(�� ����� .��,0 #�"����"�#$ %'-

4):) ������2���&����� ����� #�"����"�#$ %'*

4)/) ,� ����&����� ����� #�"����"�#$ %)-

4);) ����� ��� �� #�"�������$ %))

4)7) ���&����� ����� #�"����"�#$ %*-

�������"�� &,&

/��� ������

'�#��� +) �������&� �##&�"������ &,'

+)6) �##&�"������ �� ��*"�*��& '������$ &,'

+),) �&�� ���� �##&�"������ &('

�������"�� &+(

'�#��� -) ���&$��"�& '������$ &+'

-)6) ���#��"����� #�"��� &+'

-),) !*&&2 #�"��� ���"����� ���'��� &''

-)4) G*��������(� ���&$��� &)(

-)+) #�"���& ���"'�� &).

-)-) ���"�������� ���&$��� &))

�������"�� &*&

'�#��� :) ���"'���"�& ��� ����"�& �##&�"������ &*.

:)6) ���"'���"�& �##&�"������ &*+

:),) ����"�& �##&�"������ (%(

�������"�� (&&

'�#��� /) ���*�����&5 ��(���������& ��� ��'�� �##&�"������ (&.

/)6) ���*�����& �##&�"������ (&.

/),) ��(���������& �##&�"������ (-&

/)4) ��'�� �##&�"������ (.,

�������"�� (+%

�##����"�� (+(

����� -&(

������ �$

*����� � �� $����� #�����

�'� ��"��� ������� �� ���������� �!� $"�������"� ������ �'� �*1F�"�

������ �� �� ������*"���$ &�(�& ��� ���(�� �� � *��� ��� ���"����� �� �'�

D�&�)

��"� �'� D��� ������� �� �'� 1���5 �'� ��#������ �� ����� �#�"����"�#$ ��

�� ���&$��"�& ���& '�� "�����*��) �'���� �� ��(��"�� �� &���� ��*�"��5 ����"�2

���5 ��� D1�� �#��"�5 �&�� ���' �'� "�#�1�&��$ �� �� ��� �� ����� �#�"2

����"�#$5 �'� "�����*�� (������&��$ �� !�2�����5 ��� ���#����(� 1���� �

����� �#�"���������5 #�� ���� �� ����� �#�"����"�#$ '�� H�*���'��) �'�

��"'��8*� '����(�� �*� �� �'� &�1������$ ��� ���� �'� ����#&�"�) �� ���* ���

������ ����*������� �� "'���"�& #��"����� �� �'� #&��� ��� 1�"���� ��*2

����5 �(�� �� '�C����*� ��(���������)

�'�� ��"��� ������� "������� ��(�� "'�#����) '�#��� 6 ������� � ���"*�2

���� �� 1���" �'���$) '�#��� , ��#���� �'� ���"*����� �� �����*���������

��� ��#��������& ��"'��8*��) ��� ���"*������ �� !�2����� ��� D1��

�#��"� ��� ��"&*���) ��#&�� ��"'��8*�� *��� �� ������� #��"����� �� "����2

��(� ��(��������� ��� ���"*����) '�#��� 4 "��"���� ����&� ���' #�"��& ��"'2

��8*��I ���"*������ �� ,� "����&����� ����� �#�"����"�#$ ��� �����

��� �� �#�"����"�#$ ��� #��(����) �'� ��� '�#��� + ���&� ���' �������&�

�##&�"������ �� ���*"�*��& "'������$ ��� �� ��&�� �����) � ��� ��"���� ��

#�&$���#'� �� #�������� ��� ������������ �'� ��&� �� ����� �#�"����"�#$

�� �������������� 1������ #�&$���#'�5 �� ��#������ ���*�����& #��1&��5

#����"*&��&$ �� �'� #'����"�*��"�& D�&�) �'� ��� '�#��� - �� 1���� ��

���&$��"�& �##&�"������ ��� ���'��� ��� #��"����� ����� �#�"���& ����5 �

�*1F�"� �'�� '�� �������� "��������1&� �������� �� �'� &��� ��� $����) �'�

���"*����� "�����"�� ���' � �����& ������*"���� �� "'��������" #��"�����

���'��� �� �'�$ �##&$ �� ����� �#�"����"�#$I �� �'�� #��"���� �� � ���"*�2

���� �� ���� ���&$��"�& �##&�"������ �� �'��� ���'���) �'� ��� '�#��� :

#������� �##&�"������ �� �'� D�&� �� 1��"'������$ ��� �� �'� ����"�& D�&�5 �

(��$ ��"' ��� �����&� ���� ��� ����� �#�"����"�#$) '�#��� / #������� ���*�2

����& �##&�"������5 ��"&*��� ���� ��� ����� �*"' �� ��� ��D������5 �'�

&*�1��=#�#�� ���*���$5 ���*��& �� ���&$���5 �'� #'����"�*��"�&=#���"��#����

��* ���*���$5 ��� #�&$����) �'� ��"��� �������5 &��� �'� D���5 "������� �� '�

�##����"��)

?��' �'��� ��"&*�����5 �� 1�&��(� �'�� �'� 1��� 1��� � �'� �*1F�"� �� �����

�#�"����"�#$ ���� �'� ��� ��&&����*�)

$

�0���#1�23����

�'� �*�'��� ��*&� &��� �� ��#���� �'��� �'���� �� ����) ��1��� �) �������

�� �&���� ���(�����$5 ����) ����� ) C���*�C���"C �� �'� ���(�����$ ��

9�*����5 ��) B�"��� �) ������ �� �� ���� �������& ��1������$5 ��� ����)

������"'� ��*1�� �� �����2������ ���(�����$ �� J�#�� �'� ���� ���$

(�&*�1&� �* �������) #�"��& �'���� ��� �(�� �� ����� ) C���*�C���"C

��� ����� ������ � ��� '�#���� 6 ��� ,) �*� �'���� ��� �##��"������

�&�� � �� ����) 9���2� 9��� *"'� �� A��� ��� �"����$ �� "���"� ���

��"'��&� $ �� J�#�� ��� ����) ����� 9������� �� �'� ���(�����$ �� �'� ���

�� J�#�� �'� �(� *� #��������� �� ��#���*"� ����� �#�"��� �� �$#�"�&

��&(���� .�##����� ;0) ��������� A�C*� �������� �&�� ������� �'���� ��

��������� *��'��� �C��� �� A������2E��*�� ���(�����$ �� J�#�� ���

�� ��������� A���� ���'�#������ �� �'� ����"�& �&&� � �� ?��"����� ���

'�&# �� ������ ��"����� 4)/ ��� :),)+ �� �'� ��"��� ������� ���#�"��(�&$)

��������� '���?) �������*&� &��� �� �'��� *2'�� �� �����"� �'����2

"�*��"�& �) ��� ��� �� ��"����� ���&�� ���' #'����"�*��"�&� ��� "���

?) 9*����� �� �'� �������& ������*�� �� 9��&�' ��� ����*��� �����

�#�"��� �� #�#�����) �&& �'��� �*�'��� �'��� ���) ��&� A����$5 ������ ���

�"�����" �����5 ��� '�� ��"�*�� ����� �� �'� ��(�&�#���� �� �'� ��"���

�������)

J�'� �) !������

A�C*� ��������

,33, '��� ?) �����

���4�0� �� ��� �0��2 �2����� $�

*����� � �� &��� #�����

����� �#�"����"�#$ '�� ���� �������1&� #�� ���� �� ��"��� $����) �'�

�$��� ��� �'�� '�� ����� #&�"� ���' �'� ��(��� �� ��� ����"����5 !�*����2

��������� ����� ��� D1�� �#��"� '�� ����*&���� ������� �������� �� �'�

��"'��8*�) ��� *�� �� �"������ ��� ��#�"��&&$ �� ���*���$ '�� ���� ��#��&$)

� ��&&21�&��"�� ����� ���� �� �� ������*"���$ &�(�&5 �'�"' ��#&���� 1���"

�'���$5 �����*��������� ��� ��#��������& ��"'��8*�� .��"&*��� �#�"��& ��"'2

��8*��05 ��� � ���� (�����$ �� �##&�"������ .#����"*&��&$ �'� ����� ����0 �� ���

�(��&�1&�) �'� �*�'��� '�(� �����#��� �� ���� �'�� ��D"���"$ 1$ ������ �'��

1���) �'�� 1��� �� �������� �� ���(� �� � *��� ��� 1� ������)

��� #��1&�� �� '�� �� ������ �'�� 1��� "��"����� ����&� �� '�� ���

��D��� KK������*"���$ &�(�&)>> ?� '�(� ���� � ���"��� ������ �� ����� �'��

1��� �� �*� ��D������ �� �'�� &�(�&5 ��� '�(� ��#� ���'�����"� �� � ���2

��*�5 �&1��� �(�� � &� �"�& ��(�&�#���� �� 1���" �'���$)

�'� 1��� "������� �� '�#���� 6 �� +5 ��� �##����"��) �'� D��� "'�#���

���&� ���' 1���" �'���$ �� �#�"����"�#$I �'� ��"��� "'�#��� ���"*���� �����*2

��������� ��� ��#��������& ��"'��8*��I �'� �'��� "'�#��� ���&� ���' �#�"��&

��"'��8*��I '�#��� + #������� �##&�"������ �� ����� �#�"����"�#$ �� ���*"2

�*��& "'������$5 1��"'������$5 1��&� $ ��� ����"���5 ��&��2����� "'������$

��� ���*���$) �'� �##����"�� "������ �� �� '� ��"�����) �� �*"' �� #����1&�5

�'� �*�'��� '�(� �����#��� �� ��"&*�� �'� &����� ��(�&�#�����)

$��

�0���#1�23����

�'� �*�'��� ��*&� &��� �� ��#���� �'��� �'���� �� ����) ��1��� �) ������� ��

�&���� ���(�����$5 ����) ����� ) C���*�C���"C �� �'� ���(�����$ ��

9�*����5 ��) B�"��� �) ������ �� �� ���� �������& ��1������$5 ���

����) ������"'� ��*1�� �� �����2������ ���(�����$ �� J�#�� �'� ����

���$ (�&*�1&� �* �������) #�"��& �'���� ��� �(�� �� ����� ) C���*�2

C���"C ��� ����� ������ � ��� '�#���� 6 ��� ,) �*� �'���� ��� �##��"�2

����� �&�� � �� ����) 9���2� 9��� *"'� �� A��� ��� �"����$ �� "���"�

��� ��"'��&� $ �� J�#�� ��� ����) ����� 9������� �� �'� ���(�����$ �� �'�

��� �� J�#�� �'� �(� *� #��������� �� ��#���*"� ����� �#�"��� �� �$#�"�&

��&(���� .�##����� ;0) ?� ��*&� �&�� &��� �� �'��� ��) J��� �&&��5 �"8*���2

���� ������ ��� �"�����" �����5 ��")5 �'� ��(���� *� �� ����� �'�� 1��� ��� ���

'�� ��"�*�� ����� ��� '�&# �'��* '�*� �'� #��F�"�) !���&&$5 �'�� 1��� "�*&�

��� '�(� 1��� ������� ���'�*� �'� '�&# �� ���$ "�&&�� *�� �'� �&&���� *� ��

��#���*"� D *��� ��� #*1&�"�����)

J�'� �) !������

677+ A�C*� ��������

���4�0� �� ��� ��� � �2����� $���

This Page Intentionally Left Blank

)�"�� +

"� �0 �����5

%�% 6� ����0�1 "�0�3����2 �4 ����� 7�0��� 0�75

�� 67,;5 �'�� �� '��������'�� B������ ����� ���"�(���� �'� #'����2

���� �'�� 1���� '�� ����5 ��&$ "�*�� �����*��������� ��� �(��&�1&�) ��

����� *��� �*�&� '� �� �'� ��*�"� ��� � ��&��"�#� �� �'� "�&&�"���I �'�

����"��� ��� '�� �$��) �'�� �*"' � ���1&� #'�������� �� �'� ����� �"�����2

�� ��� ����"��� ��� ������ �������1&�)

E���*�&&$5 ��#��(������ �� �'� (����*� "��#������ �� ����� �����*���2

������ ���� #&�"�) ���&$ ������"' ��� "��"�������� �� �'� ��(�&�#���� ��

1����� ��"������� ��*�"��) B����*� &��#� �� �&������ ���� ��(�&�#�� .�) )5

'�&�*�5 1���*�'5 &���5 C��"0 .6<40) �'��� #��(�� �� 1� *��������"���$ 1�"�*��

�� &�� &� '� �����������) ���"*�$ ��*�"�� ���� �&�� ��(�&�#��) �� ���&$

���"*�$ &��# �'�"' '�� 1��� *��� ��� ��'�� #*�#���� �� 676+ 1$ A��2

�"'1�*� .60 ��� ��(�&�#��) �� �'� 6743� ���"*�$ &��#� �*���1&� ���

����� *�� ���� ���� ��� .,0) 9�11�� .40 ��(�&�#�� � ���"*�$ 1*���� ��

67475 ��� #����� ��� ���� .+0 ��#��������� ���' � "��&�� (������ ��

67+,) !*��'�� #�� ���� ��� ���� 1$ ���� ��� �"�����$ .-0 �� 67+;5 �'�

��*���� ���"*�$ 1*����� ��� �'��� 1�"� ��*���) 9�& �� �) ��(�&�#�� �

"�����"��& ���"*�$ ��"������� ��*�"� �$���� ��� �'� ����� �����*����5

�'�"' "�������� �� ��*� &��#� �*���*���� �'� ����� �*1�) ?�&�' � �) .:0

������*"�� � ���"*�$ ��*�"� �� 67-,5 �'�"' 1�"��� ����� �� �'� �������

��") �'� &��# "�������� �� � ��*�2�*�� '�&�� �� �$��� �*1�� ��� ��� ��

��#��(����� �(�� �'� 9�& �� &��#) ��#��(������ �� &��#� ���� ���� 1$

������*"���$ ����� #�"����"�#$5 �"��� ������� 6 �#$�� '� � ,3345 677+ �&��(��� "���"� .� �0

�&& �� '�� �� ��#���*"���� �� ��$ ���� �����(��)

� �� 326,2,-+63-2/

9�� ��� ?�&�' ./05 �'� ���"��1�� �'� *�� �� ��"����(�2#������ '�&�*�5

���"*�$5 ����*�5 �*1���*� ��� #������*� &��#�) �������"' .;<6,0 �&��

�������� �'� #��"��"�&��$ �� *��� '�&�*�5 �� ��5 �*1���*� ��� "���*� &��#�

��� "�&���� �������&�) �� 67:, &���� ��*�"�� ���� ��(�&�#�� ��� *�� ���'

����� �#�"����"�#$ .640) �(���*�&&$5 �'� ��� .4-6)6<-6+)- ��0 ��� �'�

A�� .44/)+<:/:)+ ��0 &����� 1�"��� �(��&�1&�5 ��� ���� ��"���&$ �'� ��2

�E &���� .653:+ ��0 '�� 1��� *��� ��� ����� �#�"����"�#$ .��� '�#��� ,5

�"���� ,),0)

��� ���� �""*���� �� �'� ����"���� �$����� ��� ����� ����*�������)

?'����� ��� ���& ����*������� ���� ���� *��� #'��� ��#'�" #&���� ���'

�'� "*�1������ ��(�&�#���� �� #'��� ��#'�" #&����5 #'����&�"���" �����

�����*��������� ��� ��(�&�#�� ����� ?��&� ?�� ��) �'� D��� #'����&�"���"

����� �����*���� ��� ��#����� �� 67+, 1$ ���� ��� ?�� ��� .6+05 �'�

*��� � "��&�� "��"��� �$#� �� ��,6 ����"���) �'� 9�� & �����*����

�##����� �� 67-3 ��� *��� � "��&�� �� 2/3/4� #'����*&��#&���) �� 67-4

���� ��� �&C��� .6-0 ��#����� �'� ��(�&�#���� �� #'����&�"���" �����

�����*��������� *��� � "��&�� �� ��,6 #'����*&��#&��� �*1�) �'� 9�& ��

�:6, �����*���� .6:0 ��� �&�� #���*"�� �� �'�� ����5 �'�"' "�*&� 1� *��� �� �

#'��� ��#'�" �� #'����&�"���" �����*����) �� �'� #'����&�"���" ���� � #'���2

�*&��#&��� ��� *��� �� �'� ����"���) �'�� ��� ��&&���� 1$ �'� ������*"���� ��

�'� ��$ ����& ;6 ����� �#�"�������� .6/0) �'� ��*�"� *��� ��� �'� 4 �?

'�&�"�& 9 ��" �� �'� ������� �$#�) �'� �����*���� ��#&�$�� � ����2 ����� 5

����2�&�� ��*1&� ����"'�������)

��(�&�#����� �� �'� �#��"�& ����� �� ����� �����*��������� ���� #&�"� ��

�'� ���&$ 67:3�) �� ��� ���"�(���� �'�� � ��*1&� ����"'������� ����(��

����$ &� '� ���� ��D"����&$ �'�� � ��� &� ����"'�������) �����5 � ���#&�

����"'������� ��� ������*"��5 �'�"' ��� �(�� ���� ��D"���� �� ����(��

����$ &� '�) 9�&� ��#'�" ����� � �##����� �� 67:; .6/05 �'�"' ����� �� �'�

��D"���"$ �� �'� "�&&�"���� �� ����� �"������� �� "�����"��& ����� �����*2

�����)

�'��� ��(�&�#����� �� ����� �����*��������� 1��* '� "�����"��&

����� �����*����� �� �'� #������ ����� �� �'� ��� �� ����� ����*�������)

���5 ����� �#�"��� "�� �&�� 1� �1������ 1$ !�*���� ��������� .!�0 �#�"2

����"�#$) !�2����� �����*����� ��� 1��� ��&� 1$ �&& !�*���� ���������

�������� .!�2��0 �����*���� ������5 ���'�� �� �������"�� *���� �� �'� !�2��

�#�"�������� �� �� ����"���� !�2����� �����*�����)

%�& ����35 ���� ��2 ��1�0�1�� 7�0���

!� *�� 626 �&&*������� � ��(� �� #�&���C�� �&�"����� ����" ��������� ���(�&��

�� �'� ,2����"����) �� "������� �� �'� �&�"���" "��#����� .-2����"����0 ���

�� ����" "��#����� .�2����"����05 �'�"' ��� #��#����"*&�� �� ��"' ��'��)

& ��7��� %� "� �0 �����5

X

E

H

Z

λY

��3��� %8% �&���2#�&���C�� �&�"����� ����" ���������)

9��������5 �� ��&& "������� ��&$ �'� ������ ���"� ��#�"� ���"*���� �� �'�� 1���

�� ��� ��(�&(� �� ����" #'�������) �'� �&�"���" D�&� ����� �' .#0 �� � �(��

���� .0 �� ��#������ 1$

# � #3 "�� ,��5 .6260

�'��� #3 �� �'� ��#&��*�� ��� � �� �'� ���8*��"$ �� ��������� �� ��D���

&����)

�'� ������"� 1������ ��� #����� �� �'� ���� #'��� �� �*""����(� ��(�� ��

"�&&�� �'� KK��(�&�� �'5>> �5 �'�"' �� ����*��� �� *���� �*"' �� �L .�� �����05

�� .���������05 �� .��&&���"���05 ��� "� ."���������0) �'� ��&������'�#�

1������ �'��� *���� ���%

6 L� � 63�; "� � 63�6 �� � 63�6��� .62,0

�'*�5 ��� ����#&�5 +5333 �L � +33 �� � +33��)�'� ���8*��"$5 �5 �� �'� �*�1�� �� ��(�� �� �'� ������"� &� '� ���(�&� �� ���

��"���) �'*�5

� � �

�5 .6240

�'��� � �� �'� (�&�"��$ �� &� '� .4� 6363 "���0) �� � �� �� �'� *��� �� "����������5

��� ��������� �� ."���0�."�0 � 6��) �'�� KK��"�#��"�& ��"���>> *��� �� �&��

"�&&�� �'� KK'���C>> .9C0)

�'� �'��� #��������5 �'�"' �� ���� "����� �� (�1�������& �#�"����"�#$5 ��

�'� KK��(��*�1��5>> ��5 ��D��� 1$

�� � �

�� .62+0

�'� ��������"� 1������ � ��� �� �� �1(��*�) �� '�� �'� ��������� ��

.6��0�."���0 � 6�"�) �$ "��1���� .6<40 ��� .6<+0 �� '�(�

�� � �

�� 6

�."��60� .62-0

%�& ����35 ���� ��2 ��1�0�1�� 7�0��� (

��91� %8% ����� ���� �� #�"����"�#$M

636, ���� �

637 � � E

63: �� � �

634 ��&� �

63, '�"�� '

636 ��"� ��

63�6 ��"� �

63�, "���� "

63�4 ��&&� �

63�: ��"�� �63�7 ���� �

63�6, #�"� #

63�6- ����� �

63�6; ���� �

M���������% �5 E5 �5 �5 '5 ��5 �5 �NE����I

�5 "5 �N�����I #N #����'I �N �����'I

�N�����')

�'*�5 +5333 �L "�����#���� �� ,-� 634 "��65 ���"�

�� � 6

�."�0� 6

+� 634 � 63�;� ,-� 634 ."��60�

��1&� 626 &���� *���� ���8*���&$ *��� �� �#�"����"�#$) �$ "��1���� .6240 ���

.62+05 �� �1����

� � �

�� ���� .62:0

�� �'��� ���&���5 �'� ��(��*�1�� .��0 ��� ���8*��"$ .�0 ��� ��������� #���2

������5 $�� �'��� ��� ����� ��� ����� *��� �����"'�� ��1&$) �'*�5 �� ��2

#������� �*"' �� KK���8*��"$ �'��� �� 43 "��6>> �� *��� "��(�������&&$ 1$ ��

��� ����� �#�"����"�#���� ��� �� ��&& ��&&�� �'�� "��(������ �'��* ' �'��

1���)

�� � ��&�"*&� ������"�� ���' �� �&�"����� ����" D�&�5 � �������� �� ���� $

���� �'� D�&� �� �'� ��&�"*&� "�� �""*� ��&$ �'�� ��'�>� ���8*��"$ "����2

���� �� �����D��) ����&$5

�# � �� � ��

�� ����� .62/0

9����# �� �'� ��������"� �� ���� $ 1������ ��� 8*����C�� ������5 � �� �&��"�>�

"������� .:�:,� 63�,/ �� �0 ��� � �� �'� (�&�"��$ �� &� '�) �'*�5 �� �� ����"�&$#��#�������& �� �'� ���� $ �� ����������)

- ��7��� %� "� �0 �����5

*##��� �'��

�# � #, � #65 .62;0

�'��� #, ��� #6 ��� �'� ���� ��� �� �'� ��"���� ��� ��*�� ������5 ���#�"�2

�(�&$) �'��5 �'� ��&�"*&� KK�1���1�>> �# �'�� �� �� ��"���� ���� #6 �� #,5 ���

KK�����>> �# �'�� �� ��(���� ���� #, �� #6�)

absorptionΔEE2

E1

emissionΔEE2

E1

���� �'� ��&������'�# �(�� 1$ �8) .62/05 �8) .62;0 �� ������� ��

�# � #, � #6 � ����� .6270

��"� � ��� � ��� ����� "��������5 �# "�� 1� ��#������ �� ����� �� (����*�

���� $ *����) �'*�5 6 "��6 �� �8*�(�&��� ��

�# � O:�:,� 63�,/ .�� �0 PO4� 6363."���0 PO6.6�"�0 P

� 6�77� 63�6: .�� ���&�"*&�0

� 6�77� 63�,4 .F�*&����&�"*&�0

� ,�;: ."�&���&�0

� 6�,+� 63�+ .�B���&�"*&�0

�� �'� #��"���� "��(�������5 �'� ��&&���� ��"���� ���� *���%

6 .�� ���&�"*&�0 � ,�47� 63�; ."�&���&�"*&�0

� 6� 63�/ .F�*&����&�"*&�0

� :�,+,,� 6366 .�B���&�"*&�0

�(� ���� �*�1��5�� � :�3,-� 63,4 .6���&�0

6 ."�&0 � +�6;+ .F�*&�0

!� *�� 62, "��#���� �'� ����� �� ���� $ ��#������ �� ����� �� �� ."��605 �."�0 ��� � .9C0)

�� ����"���� �� !� ) 62, ��� ��1&� 62,5 �'� �� ���*�� �� �# �� ���������

��#����� *#�� �'� ��� �� �� �'� ����������) �� �'�� 1���5 �� ��� ����&$

"��"����� ���' (�1�������& ����������� �'�"' ��� �1���(�� �� �������� .��0 ��

����� �#�"���MM) �'��� ����������� �##��� �� �'� 63+ � 63, "��6 �� ��� ���

M�� � ��&�"*&� &���� � # (�� ��&�"*&�� "�&&�����5 �� �� "�&&�� � KK���������&��� ����������)>>

MM�*�� ���������& ��� ���������&<(�1�������& ����������� ��� �&�� �1���(�� �� �� ��� �����

�#�"���)���$ ��"�&&��� ����1���� ��� �(��&�1&� �� �'��� ��� ��'�� �*1F�"�� .��� �����& �������"��

�(�� �� �'� ��� �� �'�� "'�#���0)

%�& ����35 ���� ��2 ��1�0�1�� 7�0��� .

NMR

10−4 10−2 1 102 104 106 108 1010

104 102 1 10−2 10−4 10−6 10−8 10−10

3�106 3�108 3�1010 3�1012 3�1014 3�1016 3�1018 3�1020

ESR Micro-wave

Raman,Infrared

n (cm-1)

n (Hz)

l (cm)

UV,Visible

X-ray g-ray

~

��3��� %8& ���� $ *���� ��� (����*� #������� �� �&�"����� ����" �#�"��*�)

��91� %8& #�"���& �� ���� ��� �'��� ��� ���

#�"����"�#$ ��� � .��5 "��60 ��� ��

�2��$ 6363�63; ������� ����� �� �&�������$ #����"&��

�� �'� �*"&�*�

@2��$ .� �5 �� 0 63;�63: ����������� 1������ ���� $ &�(�&� �� �����

�&�"����� �� ����� ��� ��&�"*&��

�B2B���1&� 63:�63+ ����������� 1������ ���� $ &�(�&� �� (�&��"�

�&�"����� �� ����� ��� ��&�"*&��

����� ��� �������� 63+�63, ����������� 1������ (�1�������& &�(�&�

."'�� � �� "��D *������0

��"����(� 63,�6 ����������� 1������ ���������& &�(�&�

."'�� � �� �����������0

�&�"���� �#��

�������"� .� �0

6�63�, ����������� 1������ �&�"���� �#�� &�(�&� ��

�� ����" D�&�

�*"&��� �� ����"

�������"� .���0

63�,�63�+ ����������� 1������ �*"&��� �#�� &�(�&� ��

�� ����" D�&��

��� ����� ���� (�1������� �� �*"&�� "������*��� �'� ��&�"*&�) �� ��&& 1�

�'��� &����5 ����� �#�"��� ��� ��������&$ ��&���� �� �&�"�����" �����������)

�'*�5 �� �� ��#������ �� ���� �'� ��&������'�# 1������ �&�"�����" ��� (�1��2

�����& ������) �� �'� ��'�� '���5 (�1�������& �#�"��� �� ���&& ��&�"*&�� �� �'�

����*� ����� ��'�1�� ���������& D�� ���*"�*���)M �'*�5 �� �� �&�� ��#������ ��

M�� ��&*����5 ���������& D�� ���*"�*��� ��� ��� �1���(�� 1�"�*�� ��&�"*&�� "�&&������ .63�64�0

�""*� 1����� ��� �������� �� "��#&���� .63�66�0 ��� �'� &�(�&� �� ����(��*�& ��&�"*&�� ���

#���*�1�� ���������&$) �� �'� ��&�� �����5 ��&�"*&�� �������� ���� ��� �""*� 1�"�*�� �� �������2

&�"*&�� ������"�����)

+ ��7��� %� "� �0 �����5

1

4

3

2

1

J = 024

6

J = 024

6

Electronicexcited state

Electronicground state

Pure electronictransition

Pure vibrationaltransition

Zero point energy

Zero point energy

Pure rotationaltransition

υ = 0

υ = 0

��3��� %8( ���� $ &�(�&� �� � �������" ��&�"*&�) .�'� �"�*�& �#�"�� � �� �&�"�����"

&�(�&� ����*"' &�� ��5 ��� �'��� �� ���������& &�(�&��*"' ���&&��5 �'�� �'��� �'��� �� �'� D *��)0

���� �'� ��&������'�# 1������ (�1�������& ��� ���������& ������) !� *�� 624

�&&*������� �'� �'��� �$#�� �� ����������� ��� � �������" ��&�"*&�)

%�( :�9������ �4 � �������0 ��1�0�1�

������� �'� (�1������ �� � �������" ��&�"*&� �� �'�"' ��� ����� ���

"����"��� 1$ � "'���"�& 1���)

%�( :�9������ �4 � �������0 ��1�0�1� '

m1

m2C.G.

x1 x2r1 r2

9���5!6 ���!, ��� �'� ������ �� ���� 6 ��� ,5 ���#�"��(�&$5 ��� �6 ��� �, ���

�'� ������"�� ���� �'� "����� �� ��(��$ .)E)0 �� �'� ����� ���� �����) �'*�5

�6 � �, �� �'� �8*�&�1��*� ������"�5 ��� -6 ��� -, ��� �'� ���#&�"������ ��

����� 6 ��� ,5 ���#�"��(�&$5 ���� �'��� �8*�&�1��*� #��������) �'��5 �'�

"�����(����� �� �'� "����� �� ��(��$ ��8*���� �'� ��&������'�#�%

!6�6 � !,�,5 .62630

!6.�6 � -60 � !,.�, � -,0� .62660

��1���� �'��� ��� �8*������5 �� �1����

-6 � !,

!6

� �-, �� -, � !6

!,

� �-6� .626,0

�� �'� "&����"�& ���������5 �'� "'���"�& 1��� �� �� ����� �� � �#��� �'�� �1�$�

9����>� &��5 �'��� �'� �������� ���"�5 �5 �� ��#������ ��

� � � .-6 � -,0� .62640

9��� �� �'� ���"� "�������5 ��� �'� ���*� �� � ����"���� �'�� �'� ����"�����

�� �'� ���"� ��� �'� ���#&�"����� ��� �##����� �� ��"' ��'��) !��� .626,0 ���

.626405 �� �1����

� � � !6 �!,

!6

� �-, � � !6 �!,

!,

� �-6� .626+0

������>� �8*����� �������� . � � !I!�����I � �""�&�������0 �� �������

��� ��"' ���� ��

!6

�,-6

�,� � !6 �!,

!,

� �-65 .626-0

!,

�,-,

�,� � !6 �!,

!6

� �-,� .626:0

�$ �����

.626-0� !,

!6 �!,

� ���� .626:0� !6

!6 �!,

� �5

�� �1����

) ��7��� %� "� �0 �����5

!6!,

!6 �!,

�,-6

�,� �

,-,

�,

� �� � .-6 � -,0� .626/0

������*"�� �'� ���*"������ .�0 ��� �'� ���#&�"����� .�05 .626/0 �� ������� ��

��,�

�,� � �� .626;0

�'� ��&*���� �� �'�� �����������& �8*����� ��

� � �3 ��� .,��3� �05 .62670

�'��� �3 �� �'� �����*� ���#&�"����� ��� � �� �'� #'��� "�������5 �'�"'

��#���� �� �'� ������& "���������) �3 �� �'� "&����"�& (�1�������& ���8*��"$

�(�� 1$

�3 � 6

,�

����

�� .62,30

�'� #�������& ���� $ ..0 �� ��D��� 1$

�. � �� �� � � ���

�'*�5 �� �� �(�� 1$

. � 6

, �,

� 6

, �,3 ���

, ,��3� �� �� ,�,�,3��

,3 ���

, ,��3� �� ��

.62,60

�'� ������" ���� $ .%0 ��

% � 6

,!6

�-6

� �,

� 6

,!,

�-,

� �,

� 6

,���

� �,

� ,�,�,3��,3 "��

, .,��3� �0� .62,,0

�'*�5 �'� ����& ���� $ .#0 ��

# � % � .� ,�,�,3��

,3 � "�������

.62,40

!� *�� 62+ �'��� �'� #&�� ��. �� � �*�"���� �� �) �'�� �� � #���1�&�" #�������&5

. � 6, �,5 ���' # � % �� � � 3 ��� # � . �� � � �3) *"' � (�1����� ��

"�&&�� � ��!���� ��������)

%�( :�9������ �4 � �������0 ��1�0�1� *

T

0q

+ qo− qo

TE

V

V

��3��� %8- ��������& ���� $ ��� ��� ��� � '������" ��"�&&����)

�� 8*���*� ��"'���"� .6;5670 �'� (�1������ �� � �������" ��&�"*&� "�� 1�

������� �� � ������ �� � ��� &� #����"&� '�(�� ���� � �'��� #�������& ���� $

�� ��#������ 1$ .62,60) �'� "'��Q��� �� �8*����� ��� �*"' � �$���� �� �������

��

�,���,

� ;�,��,

# � 6

, �,

� �� � 3� .62,+0

�� .62,+0 �� ��&(�� ���' �'� "�������� �'�� � �*�� 1� ��� &�2(�&*��5 D���� ���

"�����*�*�5 �'� �� ��(�&*�� ���

#� � �� �� 6

,

� �� ���� �� 6

,

� �5 .62,-0

���' �'� ���8*��"$ �� (�1������

� � 6

,�

����

��� �� � 6

,��

����

�� .62,:0

9���5 � �� �'� (�1�������& 8*���*� �*�1��5 ��� �� "�� '�(� �'� (�&*�� 35 65 ,5

45 ) ) ) ) �'� "�����#����� �� ���*�"����� ���

�� ���� �6�+��������,(��

���,�,/�.������

05 .62,/0

�'���

� ,�������������� ��

�� +�,���� ��� /�.

������

0

�� � 9������ #�&$�����& �� �'� (�' �� ���) �'*�5 �'� �� ��(�&*�� ��� �'�

"�����#����� �� ���*�"����� ���

� � 35 #3 � 6,��5 �3 � .��06�+���,�,

� � 65 #6 � 4,��5 �6 � .��06�+,6�,����,�,�

��� ��

� ���

.62,;0

%, ��7��� %� "� �0 �����5

��� �'�*&� ���� �'�� �'� 8*���*�2��"'���"�& ���8*��"$ .62,:0 �� ���"�&$ �'�

���� �� �'� "&����"�& ���8*��"$ .62,30) 9���(��5 ��(���& ������ ��������"��

�*�� 1� ����� 1������ �'� ��� ����������) !����5 "&����"�&&$5 # �� C��� �'�� �

�� C���) G*���*�2��"'���"�&&$5 �'� &����� ���� $ ����� .� � 30 '�� �'� ���� $

�� 6,�� .C��� #���� ���� $0 .��� !� ) 6240 �'�"' ���*&�� ���� 9�����1�� >�

*�"�������$ #���"�#&�) �"���&$5 �'� ���� $ �� � �*"' � (�1����� "�� "'�� �

"�����*�*�&$ �� "&����"�& ��"'���"�) �� 8*���*� ��"'���"�5 �'� ���� $ "��

"'�� � ��&$ �� *���� �� ��) �'���&$5 �'� (�1������ �� "��D��� ���'�� �'�

#���1�&� �� "&����"�& ��"'���"� ���"� % 1�"���� �� ���(� �� ��� � ��3� .���!� ) 62+0) �� 8*���*� ��"'���"�5 �'� #��1�1�&��$ �� D���� � �*����� �'�

#���1�&� �� ��� C��� .�*���& ����"�0 .!� ) 62-0)

�� �'� "��� �� � '������" ��"�&&����5 �'� ��#������� 1������ �'� ���

�*""����(� (�1�������& &�(�&� �� �&��$� �'� ���� .��0) �'�� �� ��� �'� "��� ��

�� �"�*�& ��&�"*&� �'��� #�������& �� �##��������� 1$ �'� ����� #�������&

�*�"���� �'��� 1$ �'� ��&�� "*�(� �� !� ) 62:)

. � 0� 6� ���� �,� .62,70

9���5 0� �� �'� �����"������ ���� $ ��� �� � ����*�� �� �'� "*�(��*�� �� �'�

1����� �� �'� #�������& ��&&) �� �'� "'��Q��� �� �8*����� �� ��&(�� ���' �'��

#�������&5 �'� �� ��(�&*�� ��� .6;5670

#� � ���� �� 6

,

� �� ������ �� 6

,

� �,

� � � � 5 .62430

�'��� �� �� �'� ��(��*�1�� "����"��� ��� ��'������"��$5 ��� ���� ����"�����'� �� ���*�� �� ��'������"��$) �8*����� .62430 �'��� �'�� �'� ���� $ &�(�&�

�� �'� ��'������" ��"�&&���� ��� �� &�� �� �8*��������5 ��� �'� ��#�������

��"������ ���' ��"������ � �� �'��� �� !� ) 62:) �'*� ���5 ��'������"��$

ψ1

ψ2

ψ3 ψ32

ψ22

ψ12

ψ02

u = 0

1

2

3

��3��� %8. ?�(� �*�"����� .&���0 ��� #��1�1�&��$ ������1*����� .�� '�0 �� �'� '������" ��"�&&����)

%�( :�9������ �4 � �������0 ��1�0�1� %%

Ene

rgy

13

Continuum

8

7

6

5

4

3

2

1

υ = 0

Internuclear Distance

9

1011

D0

De

12 hν0

��3��� %8+ ��������& ���� $ "*�(� ��� � �������"��&�"*&�) �&�� &��� ����"���� ������ #�������&

�'�� �##��������� �'� �"�*�& #�������&) ������ &��� �� � #���1�&�" #�������& ��� � '������"

��"�&&����) 0� ��� 03 ��� �'� �'������"�& ��� �#�"����"�#�" �����"������ ���� ���5 ���#�"��(�&$)

"����"����� '�(� 1��� ���� ����&$ �� �������" ��&�"*&�� .��� ��1&� 62405

1�"�*�� �� �'� "��#&����$ �� "�&"*&������ ��� &�� � ��&�"*&��)

�""����� �� 8*���*� ��"'���"�5 ��&$ �'��� ����������� ��(�&(��

�� � 6 ��� �&&���� ��� � '������" ��"�&&����) �� �'� (�1������ �� ��'��2

����"5 '���(��5 ����������� ��(�&(�� �� � ,5 45 � � � .�(�������0 ���

�&�� ����&$ �&&���� 1$ ��&�"���� �*&��) ���� ���$ �� � 6 �����������5

�'�� �� � � 3 6 .�*��������&0 �##���� ���� ����� &$ 1��' �� �� ���

����� �#�"���) �'�� �� ��#�"��� ���� �'� �����&&<��&�C���� ������1*����

&��5 �'�"' ������ �'�� �'� #�#*&����� ����� �� �'� � � 6 ��� � � 3 ������ ��

�(�� 1$

*��6

*��3

� ���#��% 5 .62460

%& ��7��� %� "� �0 �����5

��91� %8( ��&������'�#� ���� B�1�������& !��8*��"$5 ���*"�� ���� ��� !��"� �������

��&�"*&� �1�) �� ."��60 �� ."��60 � .��*0 A .��$���L 0

9, +56:3 +547- 3)-3+6 -)/4

9� 45:4, 45;6/ 3):/67 -)//

�, ,577+ 4566; 6)33/+ -)//

9! 457:, +5647 3)7-/4 7):-

9& ,5;;: ,57;7 3)7/77 -)6:

9�� ,5--; ,5:-3 3)77-: +)6,

9� ,5,44 ,5463 6)33, 4)6,

!, ;7, N 7)-3,4 +)+-

&, -+: -:- 6/)+;6+ 4)67

��, 467 4,4 47)7-; ,)+:

�, ,64 ,6- :4)+:: 6)/:

�, ,5446 ,54:3 /)33+ ,,)7

� ,56+- ,56/3 :);-;+ 67)3

�� 65;// 6573+ /)+:;; 6-);

�, 65--- 65-;3 ;)333 66);

�'��� �# �� �'� ���� $ ��������"� 1������ �'� ��� ������5 � �� ��&�C����>�

"������� .6�4;3/� 63�6: �� ��� ���05 ��� % �� �'� �1��&*�� ���#����*��)

��"� �# � ����5 �'� ����� 1�"���� ���&&�� �� �� 1�"���� &�� ��) �� ����

���#����*��5

�% � 6�4;� 63�: .�� ��� ���0 433 .�� ���0

� +�6+� 63�6+ .�� 0

� +�6+� 63�6+ .�� 0

� 6�77� 63�6: .�� �"��60

� ,3; ."��60�

�'*�5 �� �� � +5 6:3 "��6 .9, ��&�"*&�05 *.� � 60�*.� � 30 � ,�67� 63�7)

�'�������5 �&���� �&& �� �'� ��&�"*&�� ��� �� � � 3) �� �'� ��'�� '���5 ��

�� � ,64 "��6 .�, ��&�"*&�05 �'�� ����� 1�"���� 3)4:) �'*�5 �1�*� ,/R �� �'� �,��&�"*&�� ��� �� � � 6 �����) �� �'�� "���5 �'� ���������� � � 6 � , �'�*&� 1�

�1���(�� �� �'� &��2���8*��"$ ���� �� �'� �*��������& ���' �*"' &���

��������$) *"' � ���������� �� "�&&�� � KK'�� 1���>> ���"� �� ����� �� �##��� ��

'� '�� ���#����*���)

%�- ���3�� �4 ����� 7�0���

�� ������ �� �"���� 6)65 (�1�������& ����������� "�� 1� �1���(�� �� ���'�� ��

�� ����� �#�"���) �� �'� ������5 �� ����*�� �'� �1���#���� �� �������� &� '�

1$ �'� ���#&� �� � �*�"���� �� ���8*��"$) �'���&�"*&� �1���1��# � �� ����

%�- ���3�� �4 ����� 7�0��� %(

SampleI0(ν) I(ν)

Sampleν0

(laser)

Raman

IR

ν0(Rayleigh scattering)

ν0�νm(Raman scattering)

��3��� %8' ��������"�� �� ��"'����� �� ����� (� ��)

�'� �� ��*�"� �� ��"' (�1�������& ����������) �'� ��������$ �� �� �1���#���� ��

�(����� 1$ �'� ����<���1��� &��%

� � �3�� �� � .624,0

9���5 �3 ��� � ������ �'� ����������� �� �'� ��"����� ��� ����������� 1����5

���#�"��(�&$5 �� �'� ��&�"*&�� �1���#���� "���D"����5M ��� � ��� � ��� �'�

"��"��������� �� �'� ���#&� ��� �'� "�&& &�� �'5 ���#�"��(�&$ .!� ) 62/0) �� ��

�#�"����"�#$5 �� �� "*������$ �� #&�� �'� #��"���� � ������������ .%0 (���*�

��(� �*�1�� .��0%

%.R0 � �

�3� 633� .62440

�� �'�*&� 1� ����� �'�� % .R0 �� ��� #��#�������& �� �) !�� 8*��������(�

���&$���5 �'� �1���1��"� .�0 ��D��� '��� �'�*&� 1� *���%

� � &� �3

�� ��� .624+0

�'� ��� �� �� ����� �#�"��� �� ������&$ ��������� ���� �'�� �� �� �#�"���)

�� ����� �#�"����"�#$5 �'� ���#&� �� ���������� 1$ ������� &���� 1���� �� �'�

�B2(���1&� �� ��� .�305 ��� �'� �"������� &� '� �� *�*�&&$ �1���(�� �� �'�

����"���� #��#����"*&�� �� �'� ��"����� 1��� .!� ) 62/I ��� �&�� '�#��� ,5

M '�� �'� ��������� �� 6=��&�� "� �'�� � ��� � ��� ��#������ �� *���� �� ��&���&���� ���

"����������5 ���#�"��(�&$)

%- ��7��� %� "� �0 �����5

�"���� ,)40) �'� �"������� &� '� "������� �� ��� �$#��% ���5 "�&&�� �������

�������5 �� ����� ��� '�� �'� ���� ���8*��"$ �� �'� ��"����� 1��� .�305 ���

�'� ��'��5 "�&&���!� �������5 �� (��$ ���� .� 63�- �� �'� ��"����� 1���0

��� '�� ���8*��"��� �3 �!5 �'��� �! �� � (�1�������& ���8*��"$ �� � ��&2

�"*&�) �'� �3 � �! ��� �3 � �! &���� ��� "�&&�� �'�$���� ��� ��1$���� &����5

���#�"��(�&$) �'*�5 �� ����� �#�"����"�#$5 �� ����*�� �'� (�1�������& ���2

8*��"$ .�!0 �� � �'��� ���� �'� ��"����� 1��� ���8*��"$ .�30)M �� "������� ��

�� �#�"���5 ����� �#�"��� ��� ����*��� �� �'� �B2(���1&� �� ��� �'��� �'�

��"������� �� ��&& �� ����� &���� �##���)

�""����� �� "&����"�& �'���$5 ����� �"������� "�� 1� ��#&����� ��

��&&���% �'� �&�"���" D�&� ����� �' .#0) �� �'� �&�"����� ����" ��(� .&����

1���0 H*"�*���� ���' ���� .0 �� �'��� 1$ �8) .6260%

# � #3 "�� ,��35 .624-0

�'��� #3 �� �'� (�1�������& ��#&��*�� ��� �3 �� �'� ���8*��"$ �� �'� &����) �� �

�������" ��&�"*&� �� ���������� 1$ �'�� &� '�5 �� �&�"���" ��#�&� ������ * ��

���*"��%

* � # � #3 "�� ,��3� .624:0

9���5 �� � #��#�������&��$ "������� ��� �� "�&&�� "����,�����) �� �'� ��&2

�"*&� �� (�1����� ���' � ���8*��"$ �!5 �'� �*"&��� ���#&�"����� � �� �������

� � �3 "�� ,��!5 .624/0

�'��� �3 �� �'� (�1�������& ��#&��*��) !�� � ���&& ��#&��*�� �� (�1������5 ��� &����� �*�"���� �� �) �'*�5 �� "�� �����

� 3 � ���

� �3

�3 � � � � .624;0

9���5 3 �� �'� #�&���C�1�&��$ �� �'� �8*�&�1��*� #�������5 ��� .����03 �� �'����� �� "'�� � �� ���' ���#�"� �� �'� "'�� � �� �5 �(�&*���� �� �'� �8*�&�12

��*� #�������)

��1���� .624:0 ���' .624/0 ��� .624;05 �� �1����

* � #3 "�� ,��3

� 3#3 "�� ,��3� ���

� �3

�#3 "�� ,��3

� 3#3 "�� ,��3� ���

� �3

�3#3 "�� ,��3 "�� ,��!

M�&�'�* ' ����� �#�"��� ��� �����&&$ �1���(�� ��� (�1�������& ��� ���������& �����������5 ��

�� #����1&� �� �1���(� ����� �#�"��� �� �&�"�����" ����������� 1������ ��*�� ������ ��� &��2

���� $ ��"���� ������)

%�- ���3�� �4 ����� 7�0��� %.

1E0

23

v� = 0

1E0

23

v = 0

ν0

ν0

νm

IR R S

NormalRaman

ResonanceRaman

Fluorescence

A R S A

��3��� %8) ��#������ �� ���� $ &�(�&� ��� �'� �����& �����5 �������"� �����5 ��� H*����2

"��"� �#�"���)

� 3#3 "�� ,��3

� 6

,

���

� �3

�3#3O "�� S,� �3 � �!� �T� "�� S,� �3 � �!� �TP� .62470

�""����� �� "&����"�& �'���$5 �'� D��� ���� ��#������� �� ��"�&&���� ��#�&�

�'�� �������� &� '� �� ���8*��"$ �3 .��$&�� ' �"������� 05 �'�&� �'� ��"��� ����

"�����#���� �� �'� ����� �"������� �� ���8*��"$ �3 � �! .����2 �����0 ���

�3 � �! . �����0) �� .����03 �� C���5 �'� (�1������ �� ��� �����2�"��(�)

����&$5 �� 1� �����2�"��(�5 �'� ���� �� "'�� � �� #�&���C�1�&��$ .0 ���'�'� (�1������ �*�� ��� 1� C���)

!� *�� 62; �&&*������� ����� �"������� �� ����� �� � ���#&� �������"

���� $ &�(�&) �� �� �#�"����"�#$5 �� �1���(� �'�� � � 3 � 6 ���������� ��

�'� �&�"�����" ��*�� �����) �� �����& ����� �#�"����"�#$5 �'� ��"���� &���

.�30 �� "'���� �� �'�� ��� ���� $ �� ��� 1�&�� �'� D��� �&�"�����" ��"���� �����)

�'� ������ &��� ����"���� � KK(���*�& �����>> �� ������ *��' �� ���� �'� ���&

��"���� �����) �� ������ �� �"���� 6),5 �'� #�#*&����� �� ��&�"*&�� �� � � 3

�� �*"' &�� �� �'�� �'�� �� � � 6 .�����&&<��&�C���� ������1*���� &��0)

�'*�5 �'� ����� .$0 &���� ��� ����� �� �'�� �'� ����2 ����� .�0 &���� *����

�����& "���������) ��"� 1��' �(� �'� ���� �����������5 �� �� "*������$ ��

����*�� ��&$ �'� ����� ���� �� �'� �#�"��*�) !� *�� 627 �'��� �'� �����

�#�"��*� �� &+�)

M� ����� �#�"��*� �� ��#������ �� � #&��5 ��������$ (�) ����� �'��� .��� � ��3 ��0) 9���(��5

��� �� ����� ������� �� �� ��� 1��(��$)

%+ ��7��� %� "� �0 �����5

Raman shift (cm−1)

0

Inte

nsity

Stokes

+21

8

Rayleigh

anti-Stokes

−459

−314

−218

+31

4

+45

9��3��� %8* ����� �#�"��*� �� &+ .+;;)3 �� ��"�������0)

�������"� ����� .��0 �"������� �""*�� �'�� �'� ��"���� &��� �� "'����

�� �'�� ��� ���� $ �����"�#�� �'� ������&� �� �� �&�"�����" ��"���� �����) �� �'�

&�8*�� ��� ��&�� ������5 (�1�������& &�(�&� ��� 1�������� �� #���*"� � "��2

���**�) �� �'� ����*� �����5 � "�����**� ������ �1�(� � ������ �� ���"����

&�(�&�) ��"������� �� �'��� "�����*� #���*"�� �� �#�"��� �'�� �'�� �������&$

����� ��'��"����� �� ����� 1���� ��� ������ �� �'�� #����"*&�� �&�"�����"

����������) ��"�*�� �� ��� ��#�����"�5 �� �#�"����"�#$ ��&& 1� ���"*���� ��

�����& �� �"���� 6)6-) �'� ���� KK#��2�������"�>> �� *��� �'�� �'� ��"���� &���

�� "&��� �� ���� $ �� �'� �&�"�����" ��"���� �����) �������"� H*����"��"� .�!0

�""*�� �'�� �'� ��&�"*&� �� ��"���� �� � ���"���� &�(�& �� �'� �&�"�����" ��"����

����� .,30) �'�� '�� 1��� �1���(�� ��� ����*� ��&�"*&�� �*"' �� �,5 '�,)

!���&&$5 H*����"��"� �#�"��� ��� �1���(�� �'�� �'� ��"���� ����� ��&�"*&�

��"�$� �� �'� &����� (�1�������& &�(�& (�� ���������&��� ����������� ��� �'��

����� ���������5 �� �'��� �� !� ) 62;) �'� &������� �� �'� ��"���� ����� �� �� ��

(��$ �'��� .� 63�6+ �05 �'�&� �'��� �� �! ��� H*����"��"� ��� �*"' &�� ��

.� 63�; �� 63�- �0)

%�- ���3�� �4 ����� 7�0��� %'

%�. ��0��� ����������3 :�9�������1 ���;���0��

�""����� �� �8) .62,:05 �'� (�1�������& ���8*��"$ �� � �������" ��&�"*&� ��

�(�� 1$

�� � 6

,��

����

�.62+30

�'��� �� �'� ���"� "������� ��� � �� �'� ���*"�� ����) �'�� �8*����� �'���

�'�� �� �� #��#�������& ������

.���"� "������� ����"�05 1*� ��(����&$ #��#��2

�����& ������

.���� ����"�0) �� "�&"*&��� �'� ���"� "�������5 �� �� "��(������ ��

������� �'� #��"���� �8*������ ��

� +�,�,�,��� .62+60

9���5 �'� (�1�������& ���8*��"$ .�1���(��0 '�� 1��� ��#&�"�� 1$ �� .�8)

.624300 �� ����� �� �1���� � ���� �""*���� ���"� "�������) ���� �'� *��� ��

��&&��$�����L .��$���L 0 �� 63- .�$����"�0 ��� 5 ��� �'� �����" ��� '� *���

.��*0 ��� �5 �8) .62+60 "�� 1� ������� ��

� +.4�6+0,.4� 63630,�

:53,-� 63,4

� ��,�

� .-�;;;4� 63�,0��,� �

.62+,0

!�� 94-&5 �� � ,5 7;7 "��6 ��� � �� 3)7/77) �'��5 ��� �� -�6:� 63-

.�$����"�0 �� -)6: .��$���L 0) �� �*"' � "�&"*&����� �� ���� ��� � �*�1�� ��

�������" ��&�"*&��5 �� �1���� �'� ���*&�� �'��� �� ��1&� 624) �� �&& ��*� ������

�� "��#�*���5 �'� ���8*��"$ ��"������ �� ��� �������� �� �'� ��1&�)

9���(��5 �'� ��� �� �� �'�� �������� �'��� �� ��������� �� ��"' "���) �� �'�

9, � 9� � �, ������5 �� �� �*� �� �'� ���� ����"� ���"� �'� ���"� "������� ��

��� ����"��� 1$ �����#�" �*1����*����) �� �'� 9! � 9& � 9�� � 9� ������5 ��

�� �*� �� �'� ���"� "������� ����"� .�'� 1��� 1�"���� ������ �� �'� ����

�����0 ���"� �'� ���*"�� ���� �� �&���� "�������) �� �'� !, � &, � ��, � �,������5 '���(��5 1��' ����"�� ��� �#�����(�I �'� ��&�"*&� 1�"���� '��(���

��� �'� 1��� 1�"���� ������ �� �'� ���� �����) !���&&$5 �� �'� �, � � ��� � �,5 ������5 �'� ��"������ ���8*��"$ �� �*� �� �'� ���"� "������� ����"�

�'�� �� ��#�"��� ���� "'���"�& ����*&��5 �*"' �� �����5 ��� ���

�5 ���' �

��� �� 1������ �'��)

�� �'�*&� 1� �����5 '���(��5 �'�� � &�� � ���"� "������� ���� ��� ��"������&$

���� � ����� �� 1���5 ���"� �'� ���"� "������� �� �'� "*�(��*�� �� �'�

#�������& ��&& ���� �'� �8*�&�1��*� #�������5

� �,.

��,

� ���3

.62+40

%) ��7��� %� "� �0 �����5

�'����� �'� 1��� ����� �' .�����"������ ���� $0 �� ����*��� 1$ �'� ��#�' ��

�'� #�������& ��&& .!� ) 62:0) �'*�5 � &�� � ����� � �'��# "*�(��*�� ���� �'�

1����� �� �'� #�������& ��&&5 ��� ���� ��� ����"�&$ ��#&$ � ���# #�������& ��&&)

!�� ����#&�5

9! 9& 9�� 9&

.��$���L 0 7):- U -)6: U +)6, U 4)6,

0� .�"�&���&�0 64+): U 634), U ;/)- U /6)+

9���(��5

!, &, ��, �, .��$���L 0 +)+- U 4)67 U ,)+: U 6)/:

0� .�"�&���&�0 4/); V -;)3 U +:)6 U 4:)6

� ��* ' #���&&�& ��&������'�# �� �1���(�� 1������ �'� ���"� "������� ���

�'� �����"������ ���� $ �'�� �� #&�� �'��� 8*�������� ��� � &�� � �*�1�� ��

"��#�*���)

%�+ :�9������ �4 ��15�����0 ��1�0�1�

�� �������" ��&�"*&��5 �'� (�1������ �""*�� ��&$ �&�� �'� "'���"�& 1���

"����"��� �'� �*"&��) �� #�&$�����" ��&�"*&��5 �'� ���*����� �� "��#&�"����

1�"�*�� �&& �'� �*"&�� #������ �'��� ��� '������" ��"�&&������) 9���(��5 ��

"�� �'�� �'�� ��$ �� �'��� "��#&�"���� (�1������� �� � ��&�"*&� "�� 1�

��#������ �� � �*#��#������� �� � �*�1�� �� KK�����& (�1�������>> �'�� ���

"��#&���&$ ����#������ �� ��"' ��'��)

�� ����� �� (��*�&�C� �����& (�1�������5 &�� *� "������� � ��"'���"�& ����&

�� �'� �, ��&�"*&� �'��� �� !� ) 6263) 9���5 �'� ��� � ����� ���

��#�������� 1$ �'��� 1�&&�5 ��� '�� �� #��#������ �� �'��� �����"

��� '��5 �'�� ��� "����"��� 1$ �#��� � �� � #��#�� ����� �' �� #��#������ ��

�'��� ���"� "��������) *##��� �'�� �'� �

�1���� ��� �����"'�� ��� ��&�����

A

B

C

ν1

ν3

ν2

��3��� %8%, �����" ������� �� �����& ����� �� (�1������� �� �,)

%�+ :�9������ �4 ��15�����0 ��1�0�1� %*

���*&�����*�&$ �� �'��� �� !� ) 6263�) �'��5 �'� 1�&&� ��(� 1�"� ���

����' �&�� �'� 1��� ����"����) �'�� �� ��� �� �'� �����& (�1������� �� �'��

����& ��� �� "�&&�� �'� �$������" .��2#'���0 �����"'�� (�1������) �� �'� ���&

�, ��&�"*&�5 ��� ���8*��"$ .�60 �� "�) 654+3 "��6) ����5 �� �����"' ���

� 1��� ��� �'���� �'� ��'��5 ��� ��&���� �&& �'� 1�&&� ���*&�����*�&$

.!� ) 6263�0) �'�� �� ����'�� �����& (�1������ ��� �� "�&&�� �'� �����$������"

.�*�2��2#'���0 �����"'�� (�1������) �� �'� �, ��&�"*&�5 ��� ���8*��"$

.�40 �� "�) ,54-3 "��6) !���&&$5 �� "������� �'� "��� �'��� �'� �'��� 1�&&�

��� ��(�� �� �'� #��#����"*&�� ����"���� ��� ��&����� ���*&�����*�&$

.!� ) 62630) �'�� �� �'� �'��� �$#� �� �����& (�1������ "�&&�� �'� .�$�2

�����"0 1����� (�1������) �� �'� �, ��&�"*&�5 ��� ���8*��"$ .�,0 ��

"�) ::/ "��6)

*##��� �'�� �� ������ �'�� ��"'���"�& ����& ���' � '�����) �'��5 �'��

����& ��*&� #������ �� �������&$ "��#&�"���������� �'�� '�� �� ����&����$

�� �'� �����& (�1������� F*�� ���������) 9���(��5 �� �'�� "��#&�"����������

�� #'��� ��#'�� ���' � ����1��"�#�" "����� ���' ��� ���8*��"$ ��F*���� ��

�'�� �� �'� �����& (�1������5 �� ��*&� ��� �'�� ��"' �����& (�1������ �'���

�� !� ) 6263 �� #�������� ����'�*&&$) �� ���& "����5 �'� ����1��"�#�" "����� ��

��#&�"�� 1$ �� �� �� ����� �����*���� �'�� ����"�� ��&$ �'� �����& (�1��2

�����)

��"���"'����"����(� �� �'�������"����� .-���,05 ���2������&�"*&�'��

4� �� ���� �� ������� �� ������) 9���(��5 �'� 4� ��"&*��� ��� �� ���� ��

������� ��� ������ ���� �����&������& ������� �� �'� �'�&� ��&�"*&� �� �'�

�'��� ����"����� ��� ���������& ������� �� �'� �'�&� ��&�"*&� �1�*� �'� �'���

#���"�#�& ���� �� ��������5�'�"' � �'��* ' �'� "����� �� ��(��$) �'*�5 �'� ���

(�1�������& �� ���� �� ������� .�*�1�� �������& (�1�������0 �� 4� � :) �� �'�

"��� �� &����� ��&�"*&��5 �� 1�"���� 4� � - ���"� �'� �������� �1�*� �'�

��&�"*&�� ���� ���� ��� �����) �� �'� "��� �� �'� �, ��&�"*&�5 �� '�(�

4� 4� - � + �����& (�1������� �'��� �� !� ) 6266) �� �'�*&� 1� ����� �'��

�, ��� �,� '�(� �'� ���� ���8*��"$ ��� ��� ��������� ��&$ �� �'� ����"���� ��

(�1������ 1$ 73�) *"' � #��� �� "�&&�� � ��� �� ��*1&$ �� ������� (�1�������)

��&$ ��� �*"' (�1������� ��� �� ����� �� *��8*� ���"� ����&�� (�1������� ��

��$ ��'�� ����"����� "�� 1� ��#������ �� � &����� "��1������� �� �, ��� �,�)

!� *�� 626, �&&*������� �'� �'��� �����& (�1������� .4� 4� : � 40 �� �'�

9,���&�"*&�)

�'������"�& ���������� �� �����& (�1������� ��&& 1� ���"��1�� ��

�"���� 6),3) 9���5 �� �� �*�D"���� �� ��$ �'�� �� ���� ���� KK�����& "�2

���������>> 2652, ��� 24 ��� �'� �����& (�1������� �*"' �� �'� �65 �,��� �45 ���#�"��(�&$5 �� !� ) 626,5 ��� �'�� �'� ��&������'�# 1������ �

��� �� �����& "���������� ��� � ��� �� �������� "���������� .�65 �,5 � � �0�� �(�� 1$

&, ��7��� %� "� �0 �����5

= 1340

667

2350

cm−1

ν2b

ν2a

+ − +

0=C=0

ν1( g+)

ν2(Πu)

ν3( u+)

D�h

��3��� %8%% �����& ����� �� (�1������ �� �, .� ��� � ������ (�1������� ��� *#���� ���

��������5 ���#�"��(�&$5 �� ����"���� #��#����"*&�� �� �'� #�#�� #&���0)

3657

H2O cm−1

1595

3756

C2v

ν1(A1)

ν2(A1)

ν3(B2)

xz

y

��3��� %8%& �����& ����� �� (�1������� �� 9,�)

�6 � '6626 � '6,2, � � � � 5

�, � ',626 � ',,2, � � � � 5

� � � 5

.62++0

�� �'�� �'� ����� �� �����& (�1������� "�� 1� ��#������ �� ����� �� ��������

"���������� �� �'� '�3 ����� ��� "�&"*&����)

%�+ :�9������ �4 ��15�����0 ��1�0�1� &%

%�' �1�0���� ��1� 4�� ��4����2 ��2 ����� 7�0���

�� ��������� �'��'�� �'� (�1������ �� �"��(� �� �'� �� �������� �#�"���5 �'�

��&�"���� �*&�� �*�� 1� �##&��� �� ��"' �����& (�1������) ��"� �'� ��� ���

�� �� ��� ����� �#�"��� ��� ������&$ ��������� . �"���� 6)+05 �'��� ��&�"2

���� �*&�� ��� �&�� ������"��(�&$ ���������) �""����� �� 8*���*� ��"'���"�

.6;5670 � (�1������ �� ��2�"��(� �� �'� ��#�&� ������ �� "'�� �� �*��� �'�

(�1������ ��� �� �����2�"��(� �� �'� #�&���C�1�&��$ �� "'�� �� �*���

�'� (�1������)

�'� �� �"��(��$ �� ���&& ��&�"*&�� "�� 1� ���������� 1$ ���#�"���� �� �'�

���� �� � �����& (�1������ .�����& ����0) �1(��*�&$5 �'� (�1������ �� �

'���#�&�� �������" ��&�"*&� �� ��� ��2�"��(�5 �'����� �'�� �� � '�����#�&��

�������" ��&�"*&� �� ��2�"��(�) �� �'��� �� !� ) 62645 �'� ��#�&� ������

�� �'� 9,���&�"*&� �� "'�� �� �*��� ��"' �����& (�1������) �'*�5 �&& �'���

(�1������� ��� ��2�"��(�) !��� ���#�"���� �� !� ) 62665 ��� "�� �����&$

��� �'�� �, ��� �4 �� �'� �, ��&�"*&� ��� ��2�"��(�5 �'����� �6 �� ��� ��2

�"��(�)

�� ���"*�� ����� �"��(��$5 &�� *� "������� �'� ���*�� �� �'� #�&���C�1�&��$

.0 ������*"�� �� �"���� 6)+) ?'�� � ��&�"*&� �� #&�"�� �� �� �&�"���" D�&�

.&���� 1���05 �� �*����� ���������� ���"� �'� #�����(�&$ "'�� �� �*"&�� ���

�����"��� ������ �'� �� ���(� #�&�5 ��� �&�"����� ������ �'� #�����(� #�&�

.!� ) 626+0) �'�� "'�� � ��#������� #���*"�� �� ���*"�� ��#�&� ������ .*0

�(�� 1$

* � #� .62+-0�

+ q − qq = 0

ν1

ν2

ν3

μ

��3��� %8%( '�� � �� ��#�&� ������ ��� 9,� ��&�"*&� �*��� ��"' �����& (�1������)

M� ���� �""*���� ��#������� �� �(�� 1$ �8) 426 �� '�#��� 4)

&& ��7��� %� "� �0 �����5

− δ

+ δ

+

− δ

+ δ

+

��3��� %8%- ��&���C����� �� � �������" ��&�"*&� �� �� �&�"���" D�&�)

�� �"�*�& ��&�"*&��5 �*"' � ���#&� ��&������'�# ���� ��� '�&� ���"� 1��'* ���

# ��� (�"���� "�������� �� �'��� "��#������ �� �'� -� � ��� , ����"�����)

�'*�5 �8) .62+-0 �*�� 1� ������� ��

*- � --#- � -�#� � -,#,5

*� � �-#- � ��#� � �,#,5

*, � ,-#- � ,�#� � ,,#,�

.62+:0

�� ������ ����5 �'�� �� ������� ��

*-*�*,

�� �

-- -� -,�- �� �,,- ,� ,,

�� #-

#�#,

�� .62+/0

�'� D��� ������ �� �'� �� '�2'��� ���� �� "�&&�� �'� "����,����� �����) ��

�����& ����� �"������� 5 �'�� ������ �� �$������"I -� � �,5 -, � ,- ����, � ,�) �""����� �� 8*���*� ��"'���"�5 �'� (�1������ �� �����2�"��(� ��

��� �� �'��� "��#������ �� �'� #�&���C�1�&��$ ������ �� "'�� �� �*��� �'�

(�1������)

�� �'� "��� �� ���&& ��&�"*&��5 �� �� ���$ �� ��� �'��'�� �� ��� �'� #�&���C2

�1�&��$ "'�� �� �*��� �'� (�1������) ������� �������" ��&�"*&�� �*"' �� 9,

�� &����� ��&�"*&�� �*"' �� �,) �'��� �&�"���� "&�*�� '�(� �� �&�� ����

����� ��&�� &��� �'�#� ���' "��"*&�� "����2��"�����) �� �'��� ��&�"*&��5 �'�

�&�"����� ��� ���� #�&���C�1&� .� &�� �� 0 �&�� �'� "'���"�& 1��� �'�� ��

�'� ����"���� #��#����"*&�� �� ��) �� �� #&�� � . �� �'� �2����"����0 ����

�'� "����� �� ��(��$ �� �&& ����"�����5 �� ��� *# ���' � �'���2����������&

�*���"�) ��(�������&&$5 �� #&�� 6������

���'�� �'�� � ����&� ��� "�&& �'�

���*&��� �'���2����������& 1��$ � "����,����� ����"����) !� *�� 626- �'���

�'� "'�� �� �� �*"' �� �&&�#���� �*��� �'� (�1������� �� �'� �, ��&�"*&�)

�� ����� �� �'� #�&���C�1�&��$ �&&�#����5 �'� (�1������ �� �����2�"��(� �� �'�

��,�� ��"� �� �������� "'�� �� �*��� �'� �����& (�1������) �� �'� �6(�1������5 �'� ��C� �� �'� �&&�#���� �� "'�� �� I �'� ��� ���& �&������ .--5 ����� ,,0 ��� "'�� �� ���*&�����*�&$) �'*�5 �� �� �����2�"��(�) �&�'�* ' �'�

��C� �� �'� �&&�#���� �� "'�� �� �*��� �'� �4 (�1������5 �'� �&&�#����� ��

%�' �1�0���� ��1� 4�� ��4����2 ��2 ����� 7�0��� &(

O C O O C O O C O

O C O O C O O C O

O OC

O C OO O

C

n2

n3

n1

+ q q = 0 - q

��3��� %8%. '�� �� �� #�&���C�1�&��$ �&&�#����� �*��� (�1������ �� �, ��&�"*&�)

+ q q = 0

(dα/dq)o = 0

− q

n1

α0

+ q q = 0

(dα/dq)o = 0

− q

n3

α0

��3��� %8%+ ��������"� 1������ �6 ��� �4 (�1������� �� �, ��&�"*&�)

��� ����������#&�"������ .�� �����0 ��� ���"�&$ �'� ���� �� �'�� "���) �'*�5

�'�� (�1������ �� ��� �����2�"��(� �� �� "������� � ���&& ���#&�"�����) �'�

��������"� 1������ �'� �6 ��� �4 �� �'��� �� !� ) 626:) ���� �'�� �'� �����

�"��(��$ �� ���������� 1$ .����03 .�&�#� ���� �'� �8*�&�1��*� #�������0)

�*��� �'� �, (�1������5 �'� �'�#� �� �'� �&&�#���� �� �#'���2&��� �� ��� �������

"��D *�������) 9���(��5 �'� ��C� ��� �'�#� �� �'� �&&�#���� ��� ���"�&$ �'�

���� ���� �����) �'*�5 �� �� ��� �����2�"��(� ��� �'� ���� ������ �� �'�� ��

�4)�� �'��� ����#&�� �'��5 �� �� ��� ��"�����$ �� D *�� �*� �'� ���"� ��C�5 �'�#�

�� ����������� �� �'� �&&�#���� �� ��������� ����� �"��(��$)

&- ��7��� %� "� �0 �����5

H

O

H HO

H HO

H

H O H HO

H H

O

H

H

OH

HO

HH

O

H

n3

n2

n1

+ q q = 0 - q

��3��� %8%' '�� �� �� #�&���C�1�&��$ �&&�#���� �*��� �����& (�1������� �� 9,� ��&�"*&�)

!� *�� 626/ �&&*������� �'� "'�� �� �� �'� #�&���C�1�&��$ �&&�#���� �*��� �'�

�����& (�1������� �� �'� 9,���&�"*&�) ��� �6 (�1������ �� �����2�"��(�5 �� ��

�'� �6 (�1������ �� �,) �'� �, (�1������ �� �&�� �����2�"��(� 1�"�*�� �'�

��"� �� �'� �&&�#���� �� ��������� �� �� ��� ��) �� ����� �� �'� #�&���C�1�&��$

������5 --5 �� ��� ,, ��� �&& "'�� �� ���' ��������� �����) !���&&$5 �'� �4(�1������ �� �����2�"��(� 1�"�*�� �'� �������� �� �'� �&&�#���� �� "'�� ��

�*��� �'� (�1������) �'�� �"��(��$ �""*�� 1�"�*�� �� ���2��� ���& �&����� .�,�� �'�� "���0 �� "'�� �� )

��� �'�*&� ���� �'��5 �� �,5 �'� (�1������ �'�� �� �$������" ���' ���#�"�

�� �'� "����� �� �$�����$ .�60 �� �����2�"��(� 1*� ��� ��2�"��(�5 �'�����

�'��� �'�� ��� �����$������" ���' ���#�"� �� �'� "����� �� �$�����$ .�,��� �40 ��� ��2�"��(� 1*� ��� �����2�"��(�) �'�� "�������� �� "�&&�� �'�

!��� �-������� "�����"�� ��� '�&�� ��� ��$ ��&�"*&�� '�(�� � "����� ��

�$�����$)M

�'� #��"���� ����#&�� ����������� �'�� �� ��� ����� �"��(����� "�� 1�

���������� 1$ ���#�"���� �� �'� �����& ����) &���&$5 �*"' � ���#&� �#2

#���"' �� ��� �##&�"�1&� �� &�� � ��� "��#&�� ��&�"*&��) �� ��&& 1� �'��� ��

�"���� 6)6+5 ��*# �'���$ #��(���� �&� ��� ���'��� �� ��������� �� ���

����� �"��(����� �� �����& (�1������� �� �*"' ��&�"*&��)

M�'�� #���"�#&� '�&�� �(�� �� � ��&�"*&� '�� �� ���� �� �'� "����� �� �$�����$ .�) )5 1��C���0)

%�' �1�0���� ��1� 4�� ��4����2 ��2 ����� 7�0��� &.

%�) ����� /�� � ��4����2 7�0��� 0�75

�&�'�* ' �� ��� ����� �#�"����"�#��� ��� ����&�� �� �'�� 1��' ��"'��8*��

#��(��� ����������� �� (�1�������& ���8*��"���5 �'��� ��� ���$ ��(���� ��

��� �����(���� �� *��8*� �� ��"' �#�"����"�#$) ��� �� �'��� ��� &����� '���)

6) �� ������ �� �"���� 6)/5 ��&�"���� �*&�� ��� ������&$ ��������� 1������ ��

��� ����� �#�"����"�#���) �'*�5 ���� (�1������� ��� ��&$ �����2�"��(�

�'�&� ��'��� ��� ��&$ ��2�"��(�) �$#�"�& ����#&�� ��� ��*�� �� ��&�"*&��

'�(�� � "����� �� �$�����$ ��� �'�"' �'� �*�*�& ��"&*���� �*&� '�&��) ��

�����&5 � (�1������ �� ��2�"��(�5 �����2�"��(�5 �� �"��(� �� 1��'I '���(��5

����&&$ �$������" (�1������� ��� �&��$� �����2�"��(�)

,) ��� (�1������� ��� ��'�����&$ ���� �� �� ��� ����� �� ����� �#�"���)

����#&�� ��� �'� �����"'�� (�1������� �� �'� ���5��

5 ��� 5

� ���

1����) �� �����&5 (�1������� ��� ����� �� ����� �� �'� 1��� ��

"�(�&���5 ��� ����� �� �� �� �'� 1��� �� ����" .��

95��

90) !�� "�(�&���

1����5 �'� ����� �� ��&���(� ����������� �� �'� ���5��

��� �

1���

�����"'�� (�1������� �� ����� �#�"��� �� �1�*� 4%,%6)M ������ (�1�������

��� �����&&$ ������ �'�� �����"'�� (�1������� �� ����� �#�"���)

4) ����*������� �� ��#�&���C����� ������ #��(��� ��&��1&� �����������

�1�*� �'� �$�����$ �� � �����& (�1������ �� ��&*���� . �"���� 6)70) *"'

����������� "�� ��� 1� �1������ ���� �� �#�"��� �� ��&*����� �'��� ��&2

�"*&�� ��� ������&$ ����������)

+) ���� �'� �������"� ����� ����"� . �"���� 6)6-05 �� �� #����1&� �� ��&�"�2

�(�&$ ��'��"� (�1������� �� � #����"*&�� "'����#'���" ��*# �� �'� ��&�"*&�)

�'�� �� #����"*&��&$ ��(���� ��*� �� (�1�������& ��*���� �� &�� � 1��&� �"�&

��&�"*&�� "�������� "'����#'���" ��*#� . �"����� +)6 ��� :)6)0

-) ��"� �'� �������� �� �'� &���� 1��� �� �����&&$ 6<,��5 ��&$ � ���&&

���#&� ���� �� ������ �� �1���� ����� �#�"���) �'�� �� � ���� ��(���� � �(��

"��(�������& �� �#�"����"�#$ �'�� ��&$ � ���&& 8*�����$ �� �'� ���#&� .�*"'

�� �����#�" "'���"�&�0 �� �(��&�1&�)

:) ��"� ����� �� � ���� ����� �"�������5 ����� �#�"��� �� ���#&�� ��

�8*��*� ��&*���� "�� 1� �1������ ���'�*� ��F�� ����������"� ���� �����

(�1�������) �'*�5 ����� �#�"����"�#$ �� ����& ��� �'� ��*���� �� 1��&� �"�&

"��#�*��� �� �8*��*� ��&*����) �� "�������5 �� �#�"����"�#$ �*����� ����

�'� ����� �1���#���� �� �����)

M�� �����&5 �'� ��������$ �� ����� �"������� ��"������ �� �'� .����03 1�"���� &�� ��)

&+ ��7��� %� "� �0 �����5

/) ����� �#�"��� �� '$ ���"�#�" ������ ���2�������(� "��#�*��� "�� 1�

�1������ 1$ #&�"�� �'� ���#&� �� ���&�� &��� �*1�� ) �� �� �#�"����"�#$5 �'��

�� ��� #����1&� ���"� &��� �*1�� �1���1� �� ���������)

;) �� ����� �#�"����"�#$5 �'� �� ��� ���� +5333 �� -3 "��6 "�� 1� "�(����

1$ � ��� &� ��"����� ) �� "�������5 ����� �5 1��� �#&������5 D&���� ��� ����"����

�*�� 1� "'�� �� �� "�(�� �'� ���� �� ��� 1$ �� �#�"����"�#$)

��� �����(���� �� �� ����� �#�"����"�#$ ��� �'� ��&&���� %

6) � &���� ��*�"� �� ������ �� �1���(� ���� ����� �"������� ) �'�� ��$

"�*�� &�"�& '����� ������ #'�����"��#�������5 ��#�"��&&$ �� �������"�

����� ��*���� . �"���� 6)6-0 �'��� �'� &���� ���8*��"$ �� ��&�1�����&$ �*���

�� �'� �1���#���� 1��� �� �'� ��&�"*&�)

,) ��� "��#�*��� H*����"� �'�� ���������� 1$ �'� &���� 1���)

4) �� �� ���� ���D"*&� �� �1���� ���������& ��� ��������<(�1������ �#�"���

���' '� ' ����&*���� �� ����� �'�� �� �� �#�"����"�#$) �'�� �� 1�"�*��

����� �#�"��� ��� �1���(�� �� �'� �B2(���1&� �� ��� �'��� '� ' ����&(��

#���� �� ���D"*&� �� �1����)

+) �'� ����� �� �'� ��� ����� �$���� "���� �*"' ���� �'�� � "��(�������&

!�2�� �#�"���#'�������� �&�'�* ' &��� ��#����(� (������� '�(� �##�����

�'�"' ��� ���&&�� ��� #����1&� ��� �*���1&� ��� #��"��� �##&�"������ . �"����

,2630)

!���&&$5 �� �'�*&� 1� ����� �'�� (�1�������& .1��' �� ��� �����0 �#�"����2

"�#$ �� *��8*� �� �'�� �� �� �##&�"�1&� �� �'� ��&�� ����� �� ��&& �� �� �'� ����*�

����� ��� ��&*����) �� "�������5 @2��$ ������"���� �� �##&�"�1&� ��&$ ��

�'� "�$���&&��� �����5 �'����� ��� �#�"����"�#$ �� �##&�"�1&� &�� �&$ �� �'�

���#&� �� ��&*����)

%�* ��7�1��������� �����

�� ������ �� �'� #��"���� ��"����5 ��#�&���C����� ������ �� ����� 1����

#��(��� (�&*�1&� ����������� �1�*� �'� �$�����$ �� � (�1������ �'�� ��

�����#����1&� �� ����� 1��� ���� ������) !� *�� 626; �'��� � "���������

�$���� �'�"' �� *��� ��� ����*������� �� ��#�&���C����� ������) � ��&�"*&�

���*���� �� �'� ��� �� �� ���������� ���� �'� �2����"���� ���' #&��� #�&���C��

&� '� �'��� �&�"���" (�"��� ��"�&&���� �� �'� �,2#&��� .#,0) �� ��� �1���(��

�"������� ��������� ���� �'� -2����"����5 ��� ����*��� �'� ����������� �� �'�

%�* ��7�1��������� ����� &'

z

y

x

Incident laser beam

Analyzer

Scrambler

Iz (I )

Iz (I )

Iy (I )

Iy (I )

Ez

Direction ofobservation

r =

��3��� %8%) ����������� �� ���#&� ���� �'� �2����"���� ���' #&��� #�&���C�� &� '�5 ���' �'�

�&�"�����" (�"��� �� �'� ,2����"����)

�.��0 ��� ,.�,02����"����� *��� �� ���&$C��5 �'� ��#�&���C����� ����� .�"0����*��� 1$ #�&���C�� &� '� ."0 �� ��D��� 1$

�" ��� ��� �

�� �,� � � .62+;0

!� *�� ,26 �� '�#��� , �'��� �� ��#��������& "��D *������ ��� ��#�&��2

�C����� ����*������� �� 73� �"������� ������$) �� �'�� "���5 �'� #�&���C�� ��

��� *���1�"�*�� �'� ��"����� &���� 1��� �� �&���� "��#&���&$ #�&���C�� �� �'� ,

����"����) �� � #������"'������� �� #&�"�� �� ����� �� �'� &����5 � #�&���C��

�*��1� �������� �����*��"��#&���#�&���C�����)�'��"���1&�� ."�$���&8*���C

��� �0 �*�� �&��$� 1� #&�"�� ����� �'� ���&$C�� ���"� �'� ����"'�������

����� � �'����������� ��D"���"��� ��������#�&���C�� &� '�)!�� �����������

�� #��"��� ����*������� �� ��#�&���C����� ������5 ��� ����) ,6<,+)

*##��� �'�� � �����'����& ��&�"*&� �*"' �� &+ �� ���������� 1$ #&���

#�&���C�� &� '� .#,0) �'��5 �'� ���*"�� ��#�&� . �"���� 6)/0 �&�� ��"�&&���� ��

�'� ���� �,2#&���) �� �'� ��&�"*&� �� #�������� �'� ����&&$ �$������" (�1��2

����5 �'� #�&���C�1�&��$ �&&�#���� �� �&��$� �#'���2&���I ����&$5 �'� ��&�"*&� ��

#�&���C�� �8*�&&$ �� �(��$ ����"����) ����� �*"' � "��"*�����"�5 ��.��0 � 3

���"� �'� ��"�&&���� ��#�&� ������� �'� ��������� �� "��D��� �� �'� -,2#&���)

�'*�5 �# � 3) *"' � (�1������ �� "�&&�� "����,�� .�11��(����� �� "0) �� &�8*���

��� ��&*�����5 ��&�"*&�� ���� ������ ������������) �� �'�� "��"&*���� '�&��

���"� �'� #�&���C�1�&��$ �&&�#���� �� �#'���"�& �'��* '�*� �'� ����&&$ �$������"

(�1������)

�� �'� ��&�"*&� �� #�������� � ���2����&&$ �$������" (�1������5 �'� #�&��2

�C�1�&��$ �&&�#���� "'�� �� ��� �'�#� ���� � �#'��� �� �� �&&�#���� �*��� �'�

&) ��7��� %� "� �0 �����5

(�1������) �'��5 �'� ���*"�� ��#�&� ��*&� 1� &�� ��� �&�� �'� ����"���� ��

&�� ��� #�&���C�1�&��$5 ����&$ �&�� ��� �� �'� ����� ���� �� �'� �&&�#����)

��"� �'��� ���� ��*&� 1� ������&$ �������� �� &�8*��� ��� ��&*�����5 �'�

���*"�� ��#�&� ������� ��*&� �&�� 1� ������&$ ��������) �� �'�� "���5 �'� �#�� ���C���5 ��� �'� (�1������ �� "�&&�� ��"����,�� .�11��(����� �� �"0) �'���2

���"�&&$5 �� "�� �'�� .,-0 �'��

�# � 4�� � -��

63�3 � +��.62+70

�'���

�3 � 6

4-- � �� � ,,� �,

5

�� � 6

4-- � ��� �,� �� � ,,

� �,� ,, � --� �,� �

� 6

,-� � �-� �,� �, � ,�

� �,� -, � ,-� �,� �

5

�� � 6

,-� � �-� �,� -, � ,-� �,� �, � ,�

� �,� ��

�� �����& ����� �"������� 5 � � 3 ���"� �'� #�&���C�1�&��$ ������ �� �$�2

�����") �'��5 .62+70 1�"����

�# � 4��

63�3 � +��.62-30

!�� ����&&$ �$������" (�1�������5 �3 � 3 ��� �� � 3) �'*�5 3 � �# � 4+

.#�&���C��0) !�� ���2����&&$ �$������" (�1�������5 �3 � 3 ��� �� � 3) �'��5

�# � 4+.��#�&���C��0)

�� �������"� ����� �"������� .�� �� 305 �� �� #����1&� �� '�(� �# �4+) !��

����#&�5 �� -� � ��- ��� �'� �������� ���2��� ���& �&������ ��� C���5

�3 � �� � 3 ��� �� �� 3) �'��5 .62+70 �(�� �# � �) �'�� �� "�&&�� ��!����

.�� �������0 "����,��� .�11��(����� �� �# �� �#0) �� ��&& 1� �'��� �� �"����

6)6-5 �������"� ����� �#�"��� �� ����&&�#�#'$���� ��'�1�� #�&���C�� .�6�0

��� ��#�&���C�� .'6� ��� ',�0 (�1������� �� ��&& �� �'��� �� �����&�*� .��

��(����0 #�&���C����� .�,�0)

!� *�� 6267 �'��� �'� ����� �#�"��� �� &+ �1������ ���' 73� �"������� ������$) �� �'�� "���5 �'� �# (�&*�� �1������ ���� 3)3, ��� �'� ����&&$

�$������" .+-7 "��60 ��� 3)/- ��� �'� ���2����&&$ �$������" ����� .46+

��� ,6; "��60) !�� �# (�&*�� �� ��'�� �"������� ������$5 ��� ���) ,:)

�&�'�* ' #�&���C����� ���� ��� �����&&$ �1������ ��� &�8*��� ��� ��� &�

"�$���&�5M �� �� #����1&� �� ����*�� ��#�&���C����� ������ �� ����� &���� ����

��&��� 1$ �*�#����� �'�� �� � �������& ���' ����&�� ����� �� �����"���� .,/0)

M!�� �� ����#&� �� �'� *�� �� #�&���C������� �#�"��� �� "�&"��� ��� &� "�$���&5 ��� �"���� 6)67)

%�* ��7�1��������� ����� &*

200

218

314

459

CCl4

300 400

Δn / cm−1

500~

��3��� %8%* ����� �#�"��*� �� &+ .-33<,33 "��60 �� #���&&�& ��� #��#����"*&�� #�&���C�2

���� .+;; �� ��"�������0)

�'� *�� �� �*�#������� "�� 1� "��"*�(����� 1$ ����� "��1�� 1&�"� �� *�

.,;0) �'� �*�"���� �� ���� .1&�"�0 ������(�� �##���� �� 1� ��&���� �� � ���*"2

���� �� �'� #���������� ��#�' �� �'� &���� 1���5 "�*��� �� �����*����� ��

��H�"��� �� �����"��(� ���������5 �'�"' �� �"���1&�� ��&���(� �� #�&���C�����)

%�%, ��� ��0�7� �4 5�����5

�'� (����*� ��#��������& ���&� �'�� ��� *��&�C�� ����$ �� ��&(� ���*"�*��&

#��1&��� �� "'������$5 �*"' �� �����5 ��������5 ���5 �� ����" ����*��2

����� ��� �'� ������"���� ���'��� .�&�"����5 @2��$5 ��� ��*����05 ��� 1����

�� �$�����$ "�������������) ����8*���&$5 �'� �$�����$ "��"�#� �� �##&���

�� ��&�"*&�� �� �'*� (��$ ��#������)

$�����$ ��$ 1� ��D��� �� � ������'�����"�& �����5 �'��� �� �� ����"�2

���� ���' 1��*�$N���' #&����� #��#������� �� �� *&����$ �� ����5 '������2

�*� ����� �����5 �� � �� *&�� ��#������� �� "������ "'���"�������"� .�) )5

(, ��7��� %� "� �0 �����5